【素材・化学】熱に弱い電子部品を救う！四国化成工業の「低温硬化接着剤」

【課題】強い接着には「高温」が必要だが、電子部品は熱に耐えられない

電子部品（カメラモジュールやセンサーなど）の組み立て工程では、接着剤を塗った後にオーブン等で加熱してカチカチに固める（硬化させる）必要があります。

従来、過酷な環境でも耐えられる高い信頼性（耐熱性や耐湿性）を持つエポキシ接着剤を固めるためには、150℃以上の高温で加熱しなければなりませんでした。しかし、近年の小型で精密な電子部品は熱に非常に弱く、150℃以上の環境に置かれると、プラスチックレンズが変形したり機能的な不具合が発生したりするという深刻な問題がありました。

かといって、低い温度で固まる接着剤を使用すると、今度は固まった後の耐熱性や耐湿性が弱く、夏の車内などの過酷な環境で剥がれてしまうという欠点がありました。

【解決策】新規化合物「メルカプトアルキルグリコールウリル類」の創出

この「低温硬化」と「硬化後の高い耐久性」というトレードオフの課題を、化学の力で根本から解決したのが四国化成工業の技術です。

同社は、エポキシ樹脂を固めるための「硬化剤」として、全く新しい構造を持つ化合物「新規なメルカプトアルキルグリコールウリル類」を合成し、特許を取得しました。

1. 100℃未満の「低温」で素早く硬化

この新しい硬化剤を混ぜたエポキシ樹脂組成物は反応性が非常に高く、熱に弱い電子部品にダメージを与えない「100℃未満」という低温条件でも、しっかりと硬化・成形することができます。これにより、デリケートな最先端デバイスへの搭載が可能になりました。

2. 硬化後は強固なネットワークで「耐熱・耐湿」を発揮

さらに驚くべきは、低温で固まったにもかかわらず、その硬化物が極めて緻密で強固な分子ネットワークを形成する点です。これにより、高温下でも分解しない「耐熱性」と、高湿度下でも劣化しない「耐湿性」という、相反するはずの特性を見事に両立させています。

【効果】私たちの身の回りのスマート機器を裏で支える

私たちの身の回りにある便利なスマートフォンや、自動運転に向けた自動車の高度なセンサー群は、こうした目に見えない「化学素材のブレイクスルー」によって成り立っています。

「熱に弱いなら、熱をかけずに接着すればいい」。それを化学の力で実現してしまった、日本の素材産業の力強さを物語る見事な発明です。

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